如果火山噴發到颶風的眼中會發生什麼？

【博科園-科學科普】現在是大西洋上的颶風季節，哈維和伊爾瑪已經淹沒了美國各州，並將加勒比群島撕裂到前所未有的程度。如果你想要一個嚴肅的討論這些背後的科學以及它們如何可能會鏈接到氣候變化——但是如果你已經決定你有足夠之能事和想要一些更瘋狂的科學。

那麼你有沒有想過如果一座火山在颶風中爆發，會發生什麼？特別地如果它在颶風眼內爆發。還有一些很奇怪的圖片要放進你的腦子裡。我想這篇文章的靈感來自於一場關於火山爆發龍捲風的抒情詩，但因為我傾向於更大的災難，我把事情弄得有點混亂。

厄瑪颶風接近波多黎各。圖片：NASA/NOAA GOES Project

讓我們假設火山正在爆發爆炸，有一個噴發柱從火山口上升到天空，有火山碎屑流滾下山坡，假設這是一座火山島，有點像南極洲的羅斯島上的埃瑞布斯山。

現在颶風或者熱帶氣旋是低氣壓的怪物。這導致高壓風衝進中心，填補了空隙，但由於地球的旋轉科里奧利效應將所有這些氣流吹向右邊。這就產生了在北半球造成颶風逆時針旋轉的整體效應，反之亦然。

那麼如果5級颶風直接發生在噴發的火山上，會發生什麼呢？火山灰、熔岩和炸彈等火山碎片會飛到極低的壓力下。不像在這個高度「正常」的空氣，颶風的低壓力的眼睛確實會讓事情變得異常寒冷。

所以實際上熔岩會迅速冷卻到火山灰和火山玻璃碎片，然後被吸在旋轉風和傾倒,速度每小時252公里以上，在一個地區——如果平均563公里颶風的話，超過一個我們國家的平均寬度。除了最具爆炸性的噴發之外，這將使火山的破壞力進一步擴大。

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在暴風雨的眼中它看起來就像這樣。圖片：DAVID CORTES SEREY/AFP/Getty

在潮濕寒冷的颶風環境下火山碎屑流和任何其他熔岩流也會冷卻得更快，並會更快地落在周圍的環境中。在火山的斜坡上這意味著有更少的時間逃離坍塌的，過熱的火山碎屑流，但是更多的時間逃離通常緩慢移動的熔岩波動和環形路。

在風暴的眼睛裡得到大量的火山閃電，這是一個非常引人注目的景象。火山的閃電被認為是當攪動的岩漿和火山灰在空氣柱中形成一種強大的靜電電荷，從而形成一種電不平衡的時候形成的。

空氣壓力越低電荷分離越容易，火山閃電也越突出，風暴眼內的壓力比正常的海平面氣壓低10%左右，這就是酷！火山會對颶風有影響嗎？是的，事實上它會使它變得更強，颶風從溫暖的海洋表面水域獲得能量。蒸發掉的水蒸汽隨後被熱帶風暴吸收然後再冷卻。冷卻反應釋放出的潛熱會進入颶風，使周圍的空氣變暖。

隨著越來越熱的空氣膨脹，它降低了壓力。中心氣壓越低，颶風的威力就越大。因此所有被噴射進颶風的熔岩將冷卻，釋放其潛在的熱量，並進一步推動颶風。

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佛羅里達州準備遭受颶風「伊瑪」的襲擊。圖片：NOAA-NASA GOES Project

然而在能源方面，颶風幾乎不會注意到即使是最具爆炸性的火山爆發。1980年聖海倫斯火山爆發出了著名的自毀式爆炸。僅在熱能的幾分鐘內就釋放了100萬億焦耳的能量。聽起來令人印象深刻，但平均颶風每秒釋放602萬億焦耳，其中大部分進入雲和雨的形成而且通常持續數天。

因此如果颶風在一周內保持平均強度，就意味著它釋放了3.64 x 10^20焦耳。這是364萬億焦耳，即3640乘以聖海倫火山爆發的能量。老實說我不願意承認這一點，但當涉及到颶風和火山之間的戰鬥時，前者將後者吹出水面。

作者：Robin Andrews（火山學家）

來自：Forbes science

編譯：光量子

審校：博科園

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